الهندسةهندسة المياه والبيئة

غازات الاحتباس الحراري وأثرها على البيئة

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي غازات الاحتباس الحراري؟
  • ما هي مصادر غازات الاحتباس الحراري؟
  • آثار غازات الاحتباس الحراري على تغير المناخ.

ما هي غازات الاحتباس الحراري؟

يشير مصطلح “غازات الاحتباس الحراري” (GHG) إلى نوع من الغازات القادرة على الاحتفاظ بالحرارة في الغلاف الجوي أو حبسها، بعبارة أخرى غازات الاحتباس الحراري هي نوع الغازات التي تمتص الأشعة تحت الحمراء أولاً ثم تنبعث منها في الواقع إشعاعًا حراريًا. 


هذه العملية برمتها هي في الأساس ما يسبب ظاهرة الاحتباس الحراري، ولولا تأثير الاحتباس الحراري لكان هذا الكوكب أكثر برودة ويصعب على الجنس البشري البقاء على قيد الحياة، حيث تؤدي زيادة عدد غازات الدفيئة في الغلاف الجوي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري مما يؤدي في النهاية إلى الاحتباس الحراري.


يتلقى كوكب الأرض كمية هائلة من ضوء الشمس التي تأتي من الشمس، ومن إجمالي ضوء الشمس المتلقاة ينعكس حوالي 30٪ إلى الفضاء عن طريق السحب والجليد والثلج والرمل وغيرها من المصادر العاكسة، ومن ثم تمتص المحيطات والأرض والغلاف الجوي النسبة المتبقية البالغة 70٪ من الإشعاع الشمسي، وهذا هو سبب بقاء الأرض دافئة حتى بعد غروب الشمس لأنها تمتص الكثير من الطاقة من الشمس.


خلال الليل يبرد سطح الأرض عن طريق إطلاق الأشعة تحت الحمراء، ولكن قبل أن ينبعث هذا الإشعاع مرة أخرى في الفضاء يتم امتصاصهم بواسطة غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي مما يجعل الغلاف الجوي أكثر دفئًا، وهذا هو سبب بقاء الأرض دافئة مما يجعل من الممكن للبشر البقاء على قيد الحياة.


هناك عدد من غازات الدفيئة المختلفة، والغازات الأساسية للأرض هي الأوزون (الطبقة التي تحمينا وبقية العالم من أشعة الشمس الأكثر ضررًا) والميثان وثاني أكسيد الكربون وحتى بخار الماء، ومع وجود كل هذه الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الغلاف الجوي للأرض فإن الأرض في الواقع أبرد بنحو 33 درجة مئوية مما هي عليه حاليًا مما يجعل معظم الأماكن غير صالحة للسكن.

ما هي مصادر غازات الاحتباس الحراري؟

كما ذكرنا سابقًا هناك عدد من غازات الدفيئة المختلفة في الغلاف الجوي للأرض، وأهمها الأوزون والميثان وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز، كل هذه لها عدد من المصادر المختلفة وبعضها أكثر شيوعًا من البعض الآخر:

  • الأوزون (O3): أن طبقة الأوزون تعمل على حماية الأرض من ضرر أشعة الشمس، وتكون موجودة في الغلاف الجوي للأرض، أذ تحدث طبقة الأوزون على ارتفاع يتراوح بين 10 و50 كم فوق سطح الأرض، وينتج الأوزون فعليًا عندما تتلامس موجات الشمس فوق البنفسجية مع جزيئات الأكسجين.

  • الميثان (CH4): غالبًا ما يستخدم الميثان كوقود في الوقت الحاضر، وهو الأكثر استخدامًا للتدفئة والطبخ في المنازل، حيث يحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض، كما تم تكوينه تحت الأرض عن طريق تحلل المواد العضوية على مدى مئات الملايين من السنين.


    غاز الميثان أحد أكثر أنواع الوقود الأحفوري شيوعًا، وفي السنوات الأخيرة قمنا بحرق المزيد منه مما تسبب في ضخ المزيد منه في الغلاف الجوي كغازات دفيئة، بالإضافة إلى ذلك وربما بشكل أكثر هزلية ربما يكون الميثان هو الغاز الرئيسي الذي يتم طرده من أجسام الحيوانات عند إطلاق الريح، لسوء الحظ نظرًا لأن لدينا الآن العديد من الأبقار على الأرض لأغراض الزراعة فقد بدأوا بالفعل في المساهمة بشكل جدي في مستوى الميثان في الغلاف الجوي والذي يساهم في الاحتباس الحراري بشكل كبير.

  • بخار الماء (H2O): بخار الماء هو ببساطة الحالة الغازية للماء ويحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض كجزء من دورة الماء، فعندما يتجمع بخار الماء كسحب في السماء ويكون جاهزًا للمطر فإنه غالبًا ما يحبس الحرارة لأنه غاز دفيئة، ولهذا السبب في بعض الأحيان على الرغم من أنه ممطر أو رمادي فإنه لا يزال يكون دافئ أو رطب.

  • ثاني أكسيد الكربون (CO2): ربما يكون ثاني أكسيد الكربون أشهر غازات الدفيئة، فهو ضروري للغاية للحياة هنا على الأرض، حيث إنه الغاز الذي نطرده عندما نتنفس وهو الغاز الذي تستخدمه الأشجار والنباتات كمكون أساسي لعملية التمثيل الضوئي.


    على الرغم من أنه يحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي وهو مزيج من ذرات الكربون واثنين من الأكسجين فإن حقيقة أننا نحرق مئات وآلاف الأطنان من الوقود الأحفوري كل عام، حيث أنه يساهم بشكل كبير في كمية الكربون في الغلاف الجوي، وعندما يتم حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم فإنها تطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.


    على الرغم من أنها آمنة تمامًا في الغلاف الجوي إلا أن الكثير منها يساهم في عدد غازات الدفيئة في الغلاف الجوي مما يتسبب في ارتفاع متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض تدريجياً كل عام. في الأساس نقوم باستخراج الفحم والغاز والبترول من القشرة الأرضية، حيث بقيت لملايين السنين وأطلقنا ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي حيث يتسبب في مشاكل مثل تأثير الاحتباس الحراري.

  • أكسيد النيتروز (N2O): يُعرف أكسيد النيتروز بشكل أكثر شيوعًا باسم “غاز الضحك” ويتم إعطاؤه للمرضى كمخدر منفصل، لا سيما إنه طبيعي تمامًا ويوجد عادةً في الغلاف الجوي للأرض، كما أنه عادة لا يشكل سوى نسبة صغيرة جدًا من الحجم الإجمالي للغازات.


    ينتج أكسيد النيتروز أكسيد النيتريك عندما يتفاعل مع ذرات الأكسجين، وبالتالي يتفاعل مع طبقة الأوزون مما يجعله أحد المنظمين الرئيسيين لطبقة الأوزون الستراتوسفيرية حول الأرض، بالإضافة إلى أحد أهم تلك الغازات التي تحدث بشكل طبيعي.

آثار غازات الاحتباس الحراري على تغير المناخ:

كان لغازات الاحتباس الحراري تأثير كبير على تغير المناخ، ولقد قمنا بصب المزيد من ثاني أكسيد الكربون والميثان في الغلاف الجوي، مما يعني أن هناك العديد من غازات الاحتباس الحراري الموجودة في جميع أنحاء العالم، ونظرًا لأن هذه الغازات تسمح بالإشعاع الحراري للشمس من خلاله ثم تعكسها مرة أخرى على سطح الأرض عندما ترتفع بشكل طبيعي مرة أخرى فإنها تتسبب في ارتفاع متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض تدريجيًا. فيما يلي بعض آثار غازات الاحتباس الحراري على تغير المناخ:

  • ذوبان القمم الجليدية القطبية: كنتيجة مباشرة لغازات الاحتباس الحراري التي تحافظ على حرارة الشمس بالقرب من الأرض بدأت القمم الجليدية القطبية في الذوبان بمعدل ينذر بالخطر، ولا يمثل هذا مشكلة بالنسبة للحيوانات التي تعتمد على تلك القمم الجليدية من أجل بقائها، على سبيل المثال الفقمات والدببة القطبية التي تستخدمها كمأوى وأماكن للصيد منها.

  • الاحتباس الحراري: على الرغم من أن الأرض بها دورات طبيعية من الحرارة الشديدة والبرودة الشديدة إلا أننا نتسبب في ارتفاع حرارة عالمي سريع بشكل غير طبيعي مع احتراقنا المستمر للوقود الأحفوري، إذ أن المزيد من الإشعاعات الحرارية التي تأتي إلينا من الشمس تدرك ملايين الأميال، حيث تعلم بأنها محاصرة على الأرض وذلك بسبب الطبقة الكثيفة للعديد من غازات الدفيئة المختلفة، مما يعني أن متوسط ​​درجة حرارة الأرض في ارتفاع ليس محددًا.

  • تغير المناخات والفصول: إن الاحتباس الحراري لا يتعلق فقط بالأرض ببطء ولكن من المؤكد أن تصبح أكثر سخونة، في الواقع الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك بكثير، لسوء الحظ فإن تراكم غازات الدفيئة في غلافنا الجوي يعني أن متوسط ​​درجات الحرارة يرتفع تدريجياً وأن الأمطار أصبحت نادرة أكثر فأكثر في بعض مناطق العالم، لكن هذا يعني أيضًا أن الفصول والمناخات أصبحت أكثر متقطعة حيث يصعب التنبؤ بها.


    على سبيل المثال قد تبدأ الأماكن التي لا تكون ممطرة عادة في هطول المزيد من الأمطار، وفي أماكن أخرى لا يرى الثلج عادة، حيث أنه قد يتفاجئ بتساقط الثلوج في سبتمبر أو ربما قبل ذلك، هذا لأن ارتفاع درجة حرارة الأرض له العديد من الآثار الجانبية التي يصعب تتبعها، ولكن يمكن أن يتسبب ذلك في تعطيل الطريقة التي تعمل بها الفصول والمناخات عادة.

المصدر
كتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العوداتكتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمانكتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى